再次拉深、冲孔、切边复合模_毕业设计论文(编辑修改稿)

再次拉深、冲孔、切边复合模_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单 一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。 这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合、级进和复合 级进三种组合方式。 复合冲压 ——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压 ——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合 级进 ——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很 多。 通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。 但不论何种类型的冲模，第一章 绪论 4 都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。 工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。 上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。 其主要表现和发展方向如下。 (1)冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。 目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。 特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。 这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。 目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。 其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范 围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达 25mm，精度可达 IT16~17 级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无 模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与四川理工学院毕业设计（论文） 5 受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。 无模多点成形系统以 CAD/CAM/CAE 技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。 (2)冲模是实现冲压生产的基本条件 在冲模的设计制造上 ,目前正朝着以下两方面发展 :一方面 ,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自 动化的模具加工机床和检测设备以及模具 CAD/CAM 技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。 目前， 50 个工位以上的级进模进距精度可达到 2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。 我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达 2 ~5 微米，进距精度 2~3 微米，总寿命达 1 亿次。 我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周 期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。 计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。 其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。 高速铣削加工不 但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为 15000~40000r/min） ,加工精度一般可达 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤ 1 微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高 3 摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（ 60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的 EDSCAN8E 电火花铣削加工机床，配置有电极损耗 自动补偿系统、 CAD/CAM 集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到 300mm /min,加工精度可达 177。 微米，表面粗糙度达 Ra=01~ 微米。 精度磨削及抛光已开始使用 数控成形磨床、数控第一章 绪论 6 光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设 备和技术。 模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展 ,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外 ,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。 此外，激光快速成形技术（ RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。 利用 RPM 技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。 如清华大学开发研制的“ MRPMSⅡ 型多功能快速原型制造系统 ” 是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造 SSM 和熔融挤压成形 MEM）的系 统，它基于 “模块化技术集成 ”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。 一 汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。 为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷 纷投入使用。 如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250KN 的高速压力机的滑块行程次数已达 20xx 次 /min 以上。 在多功能压力机方面，日本田公司生产的20xxKN“冲压中心 ” 采用 CNC 控制，只需 5min 时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的 CNC 金属板材加工中心，在相 同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的 4~10 倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。 冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。 其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、 CNC 万能折弯机等新设备已投入使用。 特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（ FMC）和冲压柔性制造系统（ FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。 FMS 系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放四川理工学院毕业设计（论文） 7 系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现 24 小时无人控制生产。 同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。 (4)冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。 因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。 因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本， 提高模具的质量和缩短制造周期。 目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达 70%~80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。 模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。 我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。 但总体情况还满足不了模具工业发展的要求， 主要体现在标准化程度还不高（一般在 40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规 模化生产，标准件质量也还存在较多问题。 另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。 第二章 工艺性分析 8 第二章 工艺性分析 材料分析 牌号： 08 钢 标准： GB/T 699 ●化学成份： C: %% iS ： % % Mn:%% ● 力学性能： σ b =325MPa s a195MP ● 特性和用途： 这种钢强度不大，而塑性和韧性高，有良好的冲压，拉延和弯曲性能，焊接性好。 可作塑性好的零件，如管子，垫片；心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，如套筒，短轴，离合器盘。 查《机械设计手册单行本  常用工程材料 》 P312，表 317，优质碳素结构钢的化学成分和力学性能。 分析零件图 产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据。 图 21 所示为 工件。 四川理工学院毕业设计（论文） 9 图 21 工件图 图 22 毛坯图 、冲压加工的经济性分析 所谓经济性，就是以最少的耗费取得最大的经济效果。 冲压生产中，在保证产品质量，完成产品数量、品种计划的前提下，产品成本越低，则企业的经济效益就越大。 进行经济性分析首先要研究产品成本所包含的内容，需要对冲压件的加工方法、工艺制定提出不同的方案，进行分析比较后，选择物质消耗尽量少就能生产出合格零件，满足用户需要的最佳方案并加以实施。 冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产效率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而得到广泛应用。 由于一套模具的费用很高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性的作用。 批量越大， 冲压加工的单件成本就越低。 反之，批量小时，冲压加工的优越性就不明显。 对于这种零件，由于是大批量第二章 工艺性分析 10 生产，故而采用冲压加工生产能够减少单件产品的成本，可以取得很好的经济效益。 、冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性分析是指该零件在冲压加工中的难易程度 ， 即分析冲压件的结构设计是否合理可靠、便于加工 ,并从几种可行的加工方案中选出最经济、最合理的方案。 冲压件多数靠模具大批量生产 ,工艺性的好坏直接影响企业的经济效益。 实践中也经常遇到很多冲压件 ,在保证装配关系和质量的前提下 ,零件尺寸或装配结构稍加改变 ,就能为企 业创造出较大的效益。 在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。 良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单且寿命长，产品质量稳定，操作简单、方便等。